JP2011503514A - Syngas cooler platen manufacturing method and syngas cooler platen - Google Patents

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Abstract

シンガス冷却器を製造する方法が提供される。この方法は、管ケージをシンガス冷却器内で連結し、複数のプラテン（１１２）を管ケージ（１２７）に連結してシンガス冷却器の蒸気の生成を促進することを含んでいる。少なくとも第１のプラテンは、第２のプラテンの長さより大きい長さ、非線形の幾何学形状、及びシンガス冷却器の壁に対して傾いた角度位置の少なくともいずれかを有する。
【選択図】 図２A method of manufacturing a syngas cooler is provided. The method includes coupling the tube cage in a syngas cooler and coupling a plurality of platens (112) to the tube cage (127) to facilitate the generation of syngas cooler vapor. At least the first platen has at least one of a length greater than the length of the second platen, a non-linear geometry, and an angular position inclined with respect to the wall of the syngas cooler.
[Selection] Figure 2

Description

本発明は、一般にガス化システムに関するものであり、具体的には、シンガス冷却器プラテンを製造するための方法及びシステムに関する。   The present invention relates generally to gasification systems and, more particularly, to a method and system for manufacturing a syngas cooler platen.

少なくとも幾つかの公知のガス化システムは、燃料、空気又は酸素、蒸気、及び／又は石灰石の混合物を部分燃焼ガス（「シンガス」とも呼ばれる。）の出力に変換する。高温の燃焼ガスが、配電網に電力を供給するのに使われる発電機に動力を供給するガスタービンエンジンの燃焼器に供給される。少なくとも幾つかの公知のガスタービンエンジンの排気ガスは、蒸気タービンを駆動するための蒸気を生成する熱回収蒸気発生機に供給される。この蒸気タービンによって生成した電力もまた、配電網に電力を提供する発電機を駆動するのに使用することができる。   At least some known gasification systems convert a mixture of fuel, air or oxygen, steam, and / or limestone into partial combustion gas (also referred to as “syngas”) output. Hot combustion gases are supplied to a combustor of a gas turbine engine that powers a generator that is used to supply power to the distribution network. At least some known gas turbine engine exhaust gases are supplied to a heat recovery steam generator that produces steam for driving the steam turbine. The power generated by this steam turbine can also be used to drive a generator that provides power to the grid.

さらに、幾つかの公知のガス化システムはシンガスから熱を回収して、蒸気タービンに動力を供給するための追加の蒸気を発生させる。通例、この蒸気は、シンガスを、シンガス冷却器のプラテンの上を通過させることによって生成する。プラテンは一連のボイラー管であり、これらのボイラー管は、このボイラー管内を流れるボイラー給水にシンガスからの熱が移されるときに蒸気を作り出す。しかし、ある公知のプラテン設計では、シンガス内の固体がプラテンの表面上に付着するようになるので、輻射及び対流熱抽出が限られたものになる可能性がある。従って、シンガスからボイラー給水への熱伝達が減少し得、そのため、蒸気の生成が限られることになり得る。シンガス内の固体の過度の付着を防ぐための公知の方法では、プラテンの管を垂直方向に配向させ、シンガス流の中心線から管までの間隔をあける。しかし、かかる設計は非常に費用がかかり、及び／又はシンガス冷却器の大きさ及び／又は重量を増大することが多い。   In addition, some known gasification systems recover heat from the syngas and generate additional steam to power the steam turbine. Typically, this steam is generated by passing syngas over the platen of the syngas cooler. The platen is a series of boiler tubes that produce steam when heat from the syngas is transferred to the boiler feedwater flowing through the boiler tube. However, certain known platen designs may have limited radiation and convective heat extraction because solids in the syngas will deposit on the surface of the platen. Thus, heat transfer from the syngas to the boiler feedwater can be reduced, and thus steam generation can be limited. A known method for preventing excessive deposition of solids in the syngas is to orient the platen tubes in the vertical direction and provide a spacing from the syngas flow centerline to the tubes. However, such designs are very expensive and / or often increase the size and / or weight of the syngas cooler.

米国特許出願公開第２００８／０４１５７２号明細書US Patent Application Publication No. 2008/041572

１つの態様では、シンガス冷却器の製造方法を提供する。この方法では、シンガス冷却器内で管ケージを連結し、複数のプラテンを管ケージに連結してシンガス冷却器内での蒸気の生成を促進する。少なくとも第１のプラテンは、第２のプラテンの長さより大きい長さ、非線形の幾何学形状、及びシンガス冷却器の壁に対して傾いた角度位置の少なくともいずれかを有する。   In one aspect, a method for manufacturing a syngas cooler is provided. In this method, a tube cage is connected within the syngas cooler and a plurality of platens are connected to the tube cage to facilitate steam generation in the syngas cooler. At least the first platen has at least one of a length greater than the length of the second platen, a non-linear geometry, and an angular position inclined with respect to the wall of the syngas cooler.

別の態様では、シンガス冷却器が提供される。このシンガス冷却器は、管ケージと、シンガス冷却器内での蒸気の生成を促進するために管ケージに連結された複数のプラテンとを含んでいる。少なくとも第１のプラテンは、第２のプラテンの長さより大きい長さ、非線形の幾何学形状、及びシンガス冷却器の壁に対して傾いた角度位置の少なくともいずれかを有する。   In another aspect, a syngas cooler is provided. The syngas cooler includes a tube cage and a plurality of platens coupled to the tube cage to facilitate the generation of steam within the syngas cooler. At least the first platen has at least one of a length greater than the length of the second platen, a non-linear geometry, and an angular position inclined with respect to the wall of the syngas cooler.

別の態様では、複数のプラテンが提供される。これらのプラテンは、シンガス冷却器の管ケージに連結されてシンガス冷却器内での蒸気の生成を促進するように設定されている。少なくとも第１のプラテンは、第２のプラテンの長さより大きい長さ、非線形の幾何学形状、及びシンガス冷却器の壁に対して傾いた角度位置の少なくともいずれかを有する。   In another aspect, a plurality of platens are provided. These platens are configured to be connected to the syngas cooler tube cage to facilitate steam generation in the syngas cooler. At least the first platen has at least one of a length greater than the length of the second platen, a non-linear geometry, and an angular position inclined with respect to the wall of the syngas cooler.

図１は、代表的な統合ガス化複合サイクル（石炭ガス化複合発電・ＩＧＣＣ）システムの概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a typical integrated gasification combined cycle (coal gasification combined cycle power generation / IGCC) system. 図２は、図１に示すシステムと共に使用し得る代表的なシンガス冷却器の概略断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of an exemplary syngas cooler that may be used with the system shown in FIG. 図３は、図２に示すシンガス冷却器と共に使用し得る複数のプラテンの代表的な実施形態である。FIG. 3 is an exemplary embodiment of a plurality of platens that may be used with the syngas cooler shown in FIG. 図４は、図３に示す複数のプラテンの代替的な実施形態である。FIG. 4 is an alternative embodiment of the plurality of platens shown in FIG. 図５は、図２に示すシンガス冷却器と共に使用し得る複数のプラテンの別の代替的な実施形態である。FIG. 5 is another alternative embodiment of a plurality of platens that may be used with the syngas cooler shown in FIG. 図６は、図２に示すシンガス冷却器と共に使用し得る複数のプラテンの別の代替的な実施形態である。FIG. 6 is another alternative embodiment of a plurality of platens that may be used with the syngas cooler shown in FIG. 図７は、図２に示すシンガス冷却器と共に使用し得る複数のプラテンの別の代替的な実施形態である。FIG. 7 is another alternative embodiment of a plurality of platens that may be used with the syngas cooler shown in FIG. 図８は、図２に示すシンガス冷却器と共に使用し得る複数のプラテンの別の代替的な実施形態である。FIG. 8 is another alternative embodiment of a plurality of platens that may be used with the syngas cooler shown in FIG. 図９は、図２に示すシンガス冷却器と共に使用し得る複数のプラテンの別の代替的な実施形態である。FIG. 9 is another alternative embodiment of a plurality of platens that may be used with the syngas cooler shown in FIG. 図１０は、図２に示すシンガス冷却器と共に使用し得る複数のプラテンの別の代替的な実施形態である。FIG. 10 is another alternative embodiment of multiple platens that may be used with the syngas cooler shown in FIG. 図１１は、図１５に示す複数のプラテンの平面図である。FIG. 11 is a plan view of the plurality of platens shown in FIG. 図１２は、図２に示すシンガス冷却器と共に使用し得る複数のプラテンの別の代替的な実施形態である。12 is another alternative embodiment of a plurality of platens that may be used with the syngas cooler shown in FIG. 図１３は、図２に示すシンガス冷却器と共に使用し得る複数のプラテンの別の代替的な実施形態である。FIG. 13 is another alternative embodiment of a plurality of platens that may be used with the syngas cooler shown in FIG.

本発明は、シンガス冷却器で使用するための複数のプラテンを提供する。ここで、１以上のプラテンは、第２のプラテンの長さより長い長さを有するか、非線形の幾何学形状を有するか、及び／又はシンガス冷却器の壁に対して傾斜した角度でシンガス冷却器の管ケージに連結される。具体的には、本発明は、プラテンの公知の幾何学的形状が、一様に直線状で放射状に配置された構成から、異なる数、角度、及び／又は長さのプラテンを使用する異なる幾何学的構成に改変された様々な構成を提供する。本明細書に記載された異なるプラテン設計は、プラテンの管内のボイラー給水とシンガスとの間の輻射及び対流熱抽出の増大を促進する。さらに、かかるプラテン構造は、よりコンパクトで、及び／又は費用効果的なシンガス冷却器の設計を容易にする。   The present invention provides a plurality of platens for use in a syngas cooler. Here, the one or more platens have a length greater than the length of the second platen, have a non-linear geometry, and / or a syngas cooler at an angle with respect to the wall of the syngas cooler Connected to the tube cage. Specifically, the present invention provides different geometry using different numbers, angles, and / or lengths of platens from configurations in which the known geometric shapes of the platens are uniformly linear and radially arranged. A variety of configurations are provided that have been modified to a geometric configuration. The different platen designs described herein facilitate increased radiation and convective heat extraction between boiler feedwater and syngas in the platen tubes. Further, such a platen structure facilitates a more compact and / or cost effective syngas cooler design.

シンガス冷却器で使用し得るプラテンに関して本発明を説明するが、当業者には本発明がシンガス冷却器での使用のみに限定されないことは自明であろう。本発明は、熱交換を利用するいかなるシステムにも使用できる。なお、簡単にするために、本明細書では、シンガス生成の副生成物としての蒸気の生成に関してのみ本発明を説明する。しかし、当業者には了解されるように、本発明は、蒸気の生成に限定されるものではなく、本発明は熱交換のあらゆる副生成物を製造するのに使用し得る。   Although the present invention will be described with reference to a platen that can be used in a syngas cooler, it will be apparent to those skilled in the art that the present invention is not limited to use only in a syngas cooler. The present invention can be used in any system that utilizes heat exchange. For the sake of simplicity, the present invention will be described herein only with respect to the generation of steam as a by-product of syngas generation. However, as will be appreciated by those skilled in the art, the present invention is not limited to steam generation, and the present invention can be used to produce any by-products of heat exchange.

図１は、代表的な統合ガス化複合サイクル（ＩＧＣＣ）発電システム１０の概略図である。ＩＧＣＣシステム１０は一般に、主空気圧縮機１２、流動連通状態で圧縮機１２に連結された空気分離ユニット（ＡＳＵ）１４、流動連通状態でＡＳＵ１４に連結されたガス発生機１６、流動連通状態でガス発生機１６に連結されたシンガス冷却器１８、流動連通状態でシンガス冷却器１８に連結されたガスタービンエンジン２０、及び流動連通状態でシンガス冷却器１８に連結された蒸気タービン２２を含んでいる。   FIG. 1 is a schematic diagram of a typical integrated gasification combined cycle (IGCC) power generation system 10. The IGCC system 10 generally includes a main air compressor 12, an air separation unit (ASU) 14 coupled to the compressor 12 in a fluid communication state, a gas generator 16 coupled to the ASU 14 in a fluid communication state, and a gas in a fluid communication state. A syngas cooler 18 connected to the generator 16, a gas turbine engine 20 connected to the syngas cooler 18 in flow communication, and a steam turbine 22 connected to the syngas cooler 18 in flow communication.

作動中、圧縮機１２で周囲の空気が圧縮され、次いでこれがＡＳＵ１４に導かれる。代表的な実施形態では、圧縮機１２からの圧縮空気に加えて、ガスタービンエンジン圧縮機２４からの圧縮空気がＡＳＵ１４に供給される。或いは、圧縮機１２からの圧縮空気がＡＳＵ１４に供給されるのではなく、ガスタービンエンジン圧縮機２４からの圧縮空気がＡＳＵ１４に供給される。代表的な実施形態では、ＡＳＵ１４はこの圧縮空気を利用して、ガス発生機１６で用いられる酸素を生成する。より具体的には、ＡＳＵ１４は、圧縮空気を酸素（Ｏ2）と「プロセスガス」とも呼ばれるガス副生成物の別々の流れに分ける。このＯ2流はガス発生機１６に導かれ、以下により詳細に記載するようにガスタービンエンジン２０で燃料として使用される部分燃焼ガス（本明細書で「シンガス」ともいう。）の発生に用いられる。 In operation, the compressor 12 compresses the ambient air, which is then directed to the ASU 14. In the exemplary embodiment, in addition to compressed air from compressor 12, compressed air from gas turbine engine compressor 24 is supplied to ASU 14. Alternatively, the compressed air from the compressor 12 is not supplied to the ASU 14, but the compressed air from the gas turbine engine compressor 24 is supplied to the ASU 14. In the exemplary embodiment, ASU 14 utilizes this compressed air to produce oxygen for use in gas generator 16. More specifically, ASU 14 divides compressed air into separate streams of oxygen (O 2 ) and gas by-products, also referred to as “process gases”. This O 2 stream is directed to the gas generator 16 and used to generate partial combustion gas (also referred to herein as “syngas”) that is used as fuel in the gas turbine engine 20 as described in more detail below. It is done.

ＡＳＵ１４で生成したプロセスガスは窒素を含んでおり、本明細書では「窒素プロセスガス」（ＮＰＧ）という。このＮＰＧはまた、特に限定されないが、酸素及び／又はアルゴンのような他のガスも含み得る。例えば、代表的な実施形態では、ＮＰＧは約９５％〜約１００％の窒素を含んでいる。代表的な実施形態では、ＮＰＧ流の少なくとも幾らかはＡＳＵ１４から大気中に脱気され、ＮＰＧ流の少なくとも幾らかはガスタービンエンジン燃焼器２６内の燃焼域（図示せず）に注入されて、エンジン２０の放出を制御するのを助け、より具体的には燃焼温度を低下させると共にエンジン２０からの亜酸化窒素の放出を低減させるのを助ける。代表的な実施形態では、ＩＧＣＣシステム１０は、ガスタービンエンジン燃焼器２６の燃焼域に注入される前に窒素プロセスガス流を圧縮するための圧縮機２８を含んでいる。   The process gas produced by the ASU 14 contains nitrogen and is referred to herein as “nitrogen process gas” (NPG). The NPG may also include other gases such as, but not limited to, oxygen and / or argon. For example, in an exemplary embodiment, the NPG contains about 95% to about 100% nitrogen. In an exemplary embodiment, at least some of the NPG stream is degassed from the ASU 14 to the atmosphere, and at least some of the NPG stream is injected into a combustion zone (not shown) within the gas turbine engine combustor 26; Helps to control engine 20 emissions, and more specifically reduces combustion temperature and helps reduce nitrous oxide emissions from engine 20. In the exemplary embodiment, IGCC system 10 includes a compressor 28 for compressing a nitrogen process gas stream before being injected into the combustion zone of gas turbine engine combustor 26.

代表的な実施形態では、ガス発生機１６が、燃料供給源３０から供給される燃料、ＡＳＵ１４により供給されるＯ2、蒸気、及び／又は石灰石の混合物を、ガスタービンエンジン２０により燃料として使用されるシンガスの出力に変換する。ガス発生機１６はあらゆる燃料を使用し得るが、代表的な実施形態ではガス発生機１６は石炭、石油コークス、残留油、油乳濁液、オイルサンド、及び／又はその他類似の燃料を使用する。さらにまた、代表的な実施形態では、ガス発生機１６により生成するシンガスは二酸化炭素を含む。 In the exemplary embodiment, gas generator 16 uses a mixture of fuel supplied from fuel supply 30, O 2 , steam, and / or limestone supplied by ASU 14 as fuel by gas turbine engine 20. Convert to syngas output. Although the gas generator 16 may use any fuel, in the exemplary embodiment, the gas generator 16 uses coal, petroleum coke, residual oil, oil emulsion, oil sand, and / or other similar fuels. . Furthermore, in the exemplary embodiment, the syngas produced by the gas generator 16 includes carbon dioxide.

代表的な実施形態では、ガス発生機１６で生成したシンガスはシンガス冷却器１８に導かれて、以下により詳細に記載するようにシンガスの冷却を促進する。冷却されたシンガスは冷却器１８から、シンガスを清浄化するための清浄化装置３２へ導かれ、その後燃焼のためにガスタービンエンジン燃焼器２６に導かれる。二酸化炭素（ＣＯ2）は、清浄化中にシンガスから分離され得、代表的な実施形態では大気中に脱気され得る。ガスタービンエンジン２０は、電力を配電網（図示せず）に供給する発電機３４を駆動する。ガスタービンエンジン２０からの排気ガスは、蒸気タービン２２を駆動するための蒸気を発生させる熱回収蒸気発生機３６に導かれる。蒸気タービン２２で発生した電力は、配電網に電力を提供する発電機３８を駆動する。代表的な実施形態では、熱回収蒸気発生機３６からの蒸気はシンガスを生成するためのガス発生機１６に供給される。 In the exemplary embodiment, the syngas produced by the gas generator 16 is directed to a syngas cooler 18 to facilitate the cooling of the syngas as described in more detail below. The cooled syngas is directed from the cooler 18 to a cleaning device 32 for purifying the syngas and then to the gas turbine engine combustor 26 for combustion. Carbon dioxide (CO 2 ) can be separated from the syngas during cleaning and in a typical embodiment can be degassed to the atmosphere. The gas turbine engine 20 drives a generator 34 that supplies power to a distribution network (not shown). Exhaust gas from the gas turbine engine 20 is guided to a heat recovery steam generator 36 that generates steam for driving the steam turbine 22. The power generated in the steam turbine 22 drives a generator 38 that provides power to the distribution network. In the exemplary embodiment, the steam from the heat recovery steam generator 36 is supplied to the gas generator 16 for generating syngas.

さらにまた、代表的な実施形態では、システム１０は、ガス発生機１６から導かれたシンガスの冷却を促進するために蒸気発生機３６からの沸騰水をシンガス冷却器１８に供給するポンプ４０を含んでいる。沸騰水はシンガス冷却器１８を通って導かれ、ここで水が蒸気に変換される。冷却器１８からの蒸気はその後、ガス発生機１６、シンガス冷却器１８、及び／又は蒸気タービン２２内で使用するために蒸気発生機３６に戻される。   Furthermore, in the exemplary embodiment, system 10 includes a pump 40 that supplies boiling water from steam generator 36 to syngas cooler 18 to facilitate cooling of syngas directed from gas generator 16. It is out. Boiling water is directed through the syngas cooler 18 where the water is converted to steam. The steam from the cooler 18 is then returned to the steam generator 36 for use in the gas generator 16, the syngas cooler 18, and / or the steam turbine 22.

図２は、システム１０と共に使用し得る代表的なシンガス冷却器１００の概略断面図を示す。代表的な実施形態では、シンガス冷却器１００は輻射式シンガス冷却器である。シンガス冷却器１００は、冷却器中心線１０４に沿ってお互いに概ね同心円状に並べられた頂部開口（図示せず）と底部開口（図示せず）を有する圧力容器シェル１０２を含んでいる。本明細書で言及されるいる場合、「軸」方向とは中心線１０４に対して実質的に平行な方向であり、「上方」方向とは概ねシェルの頂部開口に向かう方向であり、「下方」方向とは概ね底部開口に向かう方向である。シンガス冷却器１００は中心線１０４からシェル１０２の外面１０６までで測定される半径Ｒを有している。さらにまた、代表的な実施形態では、冷却器１００の頂部（図示せず）は、前記頂部開口を囲む複数の下降管開口（図示せず）と複数の上昇管開口（図示せず）を含んでいる。代表的な実施形態では、シェル１０２は、特に限定されないが、クロムモリブデン鋼のような圧力容器品質の鋼から製造される。こうして、シェル１０２は、シンガス冷却器１００を通って流れるシンガスの作動圧力に耐えるのを助けられる。また、代表的な実施形態では、シェルの頂部開口はガス発生機１６から排出されるシンガスを受け入れるためにガス発生機１６と流動連通状態で連結されている。シェル１０２の底部開口は、代表的な実施形態では、スラグ収集ユニット（図示せず）と流動連通状態で連結されていて、ガス化及び／又は冷却中に形成される固体粒子の収集を可能にする。   FIG. 2 shows a schematic cross-sectional view of an exemplary syngas cooler 100 that may be used with system 10. In the exemplary embodiment, syngas cooler 100 is a radiant syngas cooler. The syngas cooler 100 includes a pressure vessel shell 102 having a top opening (not shown) and a bottom opening (not shown) that are generally concentrically arranged along a cooler centerline 104. As referred to herein, the “axis” direction is the direction substantially parallel to the centerline 104, the “upward” direction is the direction generally toward the top opening of the shell, and the “downward” direction "Direction" is generally the direction towards the bottom opening. The syngas cooler 100 has a radius R measured from the centerline 104 to the outer surface 106 of the shell 102. Furthermore, in an exemplary embodiment, the top (not shown) of the cooler 100 includes a plurality of downcomer openings (not shown) and a plurality of upcomer openings (not shown) surrounding the top opening. It is out. In the exemplary embodiment, shell 102 is manufactured from pressure vessel quality steel, such as, but not limited to, chromium molybdenum steel. In this way, the shell 102 is helped to withstand the operating pressure of the syngas flowing through the syngas cooler 100. Also, in the exemplary embodiment, the top opening of the shell is connected in flow communication with the gas generator 16 to receive the syngas discharged from the gas generator 16. The bottom opening of the shell 102, in the exemplary embodiment, is connected in flow communication with a slag collection unit (not shown) to allow collection of solid particles formed during gasification and / or cooling. To do.

シェル１０２内には、代表的な実施形態では、複数の熱伝達媒体供給ライン（本明細書では「下降管」ともいう）１０８、熱伝達壁（本明細書では「管壁」ともいう）１１０、及び複数の熱伝達パネル（本明細書では「プラテン」ともいう）１１２がある。より具体的には、代表的な実施形態では、下降管１０８はシェル１０２の半径方向内側に配置され、管壁１１０は下降管１０８の半径方向内側にあり、プラテン１１２は管壁１１０がプラテン１１２を実質的に囲むように管壁１１０内に配列されている。一般に、代表的な実施形態では、下降管１０８は中心線１０４から外側へ半径Ｒ1で配置され、管壁１１０は中心線１０４から半径Ｒ2で配置されており、半径Ｒ1は半径Ｒ2より長く、半径Ｒは半径Ｒ1及びＲ2より長い。或いは、シェル１０２、下降管１０８、管壁１１０、及び／又はプラテン１１２は他の配向で配列される。 Within the shell 102, in a representative embodiment, a plurality of heat transfer medium supply lines (also referred to herein as “downcomers”) 108, heat transfer walls (also referred to herein as “tube walls”) 110. , And a plurality of heat transfer panels (also referred to herein as “platens”) 112. More specifically, in the exemplary embodiment, the downcomer 108 is disposed radially inward of the shell 102, the tube wall 110 is radially inward of the downcomer 108, and the platen 112 is connected to the platen 112 by the tube wall 110. Are arranged in the tube wall 110 so as to substantially surround the tube. Generally, in the exemplary embodiment, downcomers 108 are located at a radius R 1 from the center line 104 to the outside, tube wall 110 is located from the center line 104 at a radius R 2, the radius R 1 is the radius R 2 Longer, radius R is longer than radii R 1 and R 2 . Alternatively, the shell 102, downcomer 108, tube wall 110, and / or platen 112 are arranged in other orientations.

代表的な実施形態では、下降管１０８は、本明細書に記載されているように、例えば蒸気発生機３６からの水のような熱伝達媒体１１４をシンガス冷却器１００に供給する。より具体的には、下降管１０８は、以下により詳細に記載するように、下方マニホルド２００を介して熱伝達媒体１１４を管壁１１０及びプラテン１１２に供給する。下方マニホルド２００は、代表的な実施形態では、冷却器底部開口に近接して連結されており、従って、シンガスが冷却器１００に入る際に通る冷却器頂部開口の下流にある。代表的な実施形態では、下降管１０８は、冷却器１００及び／又はシステム１０が本明細書に記載されているように機能できるようにする材料から製造された管１１６を含んでいる。さらにまた、代表的な実施形態では、シェル１０２と管壁１１０との間で画定される間隙１１８を加圧して、管壁１１０に誘導された応力の低減を促進するしてもよい。   In the exemplary embodiment, downcomer 108 provides heat transfer medium 114 to syngas cooler 100, such as water from steam generator 36, as described herein. More specifically, downcomer 108 supplies heat transfer medium 114 to tube wall 110 and platen 112 via lower manifold 200 as will be described in more detail below. The lower manifold 200 is coupled in proximity to the cooler bottom opening in the exemplary embodiment, and is therefore downstream of the cooler top opening through which syngas enters the cooler 100. In the exemplary embodiment, downcomer 108 includes a tube 116 made of a material that enables cooler 100 and / or system 10 to function as described herein. Furthermore, in an exemplary embodiment, the gap 118 defined between the shell 102 and the tube wall 110 may be pressurized to help reduce the stress induced in the tube wall 110.

代表的な実施形態では、管壁１１０は、膜（本明細書では「ウェブ」ともいう）（図示せず）と共に連結された複数の周囲方向に離隔して軸方向に並んだ管１２０を含んでいる。代表的な実施形態では管壁１１０は一列の管１２０のみを含んでいるが、他の実施形態では管壁１１０は一列より多くの管１２０を含んでいてもよい。より具体的には、代表的な実施形態では、膜と管１２０は管壁１１０がシンガスに対して実質的に不透過性であるように互いに連結される。従って、管壁１１０は、下降管１０８及び／又はシェル１０２から有効に隔離された冷却器１００の内側部分１２２にシンガスを実質的に保持する。従って、管壁１１０はシンガスが通って流れることができるエンクロージャを画定する。代表的な実施形態では、熱は管壁１１０内に保持されたシンガスから管１２０を通って流れる熱伝達媒体１１４に移される。管１２０及び／又は膜は冷却器１００が本明細書に記載されているように機能できるようにする熱伝達特性を有する材料から製造される。さらにまた、代表的な実施形態では、管壁１１０は、加熱された熱伝達媒体１１４を冷却器１００から、例えば熱回収蒸気発生機３６（図１に示す）に導くことができるように、シェル１０２の頂部を通って延在する上昇管（図示せず）に連結されている。   In the exemplary embodiment, tube wall 110 includes a plurality of circumferentially spaced axially aligned tubes 120 coupled with a membrane (also referred to herein as a “web”) (not shown). It is out. In the exemplary embodiment, the tube wall 110 includes only one row of tubes 120, but in other embodiments the tube wall 110 may include more than one row of tubes 120. More specifically, in the exemplary embodiment, the membrane and tube 120 are coupled together such that tube wall 110 is substantially impermeable to syngas. Accordingly, the tube wall 110 substantially holds the syngas in the inner portion 122 of the cooler 100 that is effectively isolated from the downcomer 108 and / or the shell 102. The tube wall 110 thus defines an enclosure through which syngas can flow. In the exemplary embodiment, heat is transferred from the syngas held in the tube wall 110 to the heat transfer medium 114 that flows through the tube 120. The tube 120 and / or membrane is made from a material having heat transfer characteristics that allows the cooler 100 to function as described herein. Furthermore, in the exemplary embodiment, the tube wall 110 has a shell so that the heated heat transfer medium 114 can be directed from the cooler 100 to, for example, the heat recovery steam generator 36 (shown in FIG. 1). Connected to a riser (not shown) that extends through the top of 102.

代表的な実施形態では、プラテン１１２は各々が、膜１２６と連結された複数の管１２４を含んでいる。各プラテン１１２は冷却器１００が本明細書に記載されているように機能できるようにする任意の数の管１２４を含むことができる。図２ではプラテン１１２が概ね軸方向に並んだ管１２４と共に概ね半径方向に配向されて示されているが、プラテン１１２及び／又は管１２４は、冷却器１００が本明細書に記載されているように機能できるようにする適切な配向及び／又は配置で配向され、及び／又は構成され得る。また、代表的な実施形態では、プラテン１１２は管ケージ１２７に連結されている。具体的には、代表的な実施形態では、管ケージ１２７は下部入口管１２８と上部出口管（図示せず）を含んでいる。プラテン１１２は下部入口管１２８及び上部出口管（図示せず）に連結されている。より具体的には、代表的な実施形態では、プラテン１１２は下部入口管１２８と上部出口管との間に実質的に垂直の配列として延在する。或いは、プラテン１１２は管１２８に対して任意の角度で配向され得、及び／又は下部入口管１２８から異なる配列で配列され得る。   In the exemplary embodiment, the platen 112 includes a plurality of tubes 124 each connected to a membrane 126. Each platen 112 can include any number of tubes 124 that allow the cooler 100 to function as described herein. Although the platen 112 is shown in FIG. 2 with a generally axial orientation along with the generally axially aligned tubes 124, the platen 112 and / or the tubes 124 may be used as the cooler 100 is described herein. Can be oriented and / or configured in any suitable orientation and / or arrangement that allows them to function. In the exemplary embodiment, the platen 112 is coupled to the tube cage 127. Specifically, in the exemplary embodiment, tube cage 127 includes a lower inlet tube 128 and an upper outlet tube (not shown). The platen 112 is connected to a lower inlet tube 128 and an upper outlet tube (not shown). More specifically, in the exemplary embodiment, platen 112 extends as a substantially vertical array between lower inlet tube 128 and upper outlet tube. Alternatively, the platen 112 can be oriented at any angle with respect to the tube 128 and / or arranged in a different arrangement from the lower inlet tube 128.

図３は、シンガス冷却器１００と共に使用し得る複数のプラテン２００の代表的な実施形態である。図４は、プラテン２００の代替的な実施形態である。代表的な実施形態では、プラテン２００は、各々が第１の長さＬ1を有する第１の複数のプラテン２０２、及び各々が第１の長さＬ1より大きい第２の長さＬ2を有する第２の複数のプラテン２０４を含んでいる。プラテン２００はシンガス冷却器中心線１０４の回りで周囲方向に配置されている。具体的には、図３と図４では半円形の配置のプラテン２００のみが示されているが、当業者には自明であろうが、一実施形態では、プラテン２００は中心線１０４を実質的に囲む。代替的な実施形態では、プラテン２００は中心線１０４の回りで適切な弓形の距離に広がっている。 FIG. 3 is an exemplary embodiment of a plurality of platens 200 that may be used with the syngas cooler 100. FIG. 4 is an alternative embodiment of the platen 200. In the exemplary embodiment, the platen 200 includes a first plurality of platens 202 each having a first length L 1 and a second length L 2 that is each greater than the first length L 1 . A second plurality of platens 204 are included. The platen 200 is arranged in the circumferential direction around the syngas cooler centerline 104. Specifically, only a semi-circular arrangement of the platen 200 is shown in FIGS. 3 and 4, but as will be apparent to those skilled in the art, in one embodiment, the platen 200 substantially extends the centerline 104. Surround with. In an alternative embodiment, the platen 200 extends a suitable arcuate distance about the centerline 104.

図３に示す実施形態では、単一のプラテン２０２が各対の隣接するプラテン２０４の間で周囲方向に配置されている。図４に示す実施形態では、一対のプラテン２０２が各対の隣接するプラテン２０４の間で周囲方向に配置されている。代替的な実施形態では、任意の数のプラテン２０２が各対の隣接するプラテン２０４の間で周囲方向に配置されていてもよい。別の実施形態では、任意の数のプラテン２０４が隣接する対のプラテン２０２の間に配置されていてもよい。さらに、代表的な実施形態では、各プラテン２００はシンガス冷却器１００の（図２に示す）壁又はシェルから中心線１０４に向かって実質的に半径方向内側に延在している。代替的な実施形態では、プラテン２００はシンガス冷却器１００の壁から適切な傾斜した角度で延在する。また、プラテン２００は、シンガス冷却器１００を通って実質的に垂直に延在するように（図２に示す）管ケージに連結されるように設定されている。さらに、交互の長さとＬ1とＬ2を有するプラテン２００の構成は、プラテン２００の全体の大きさを公知のプラテンの大きさより小さくするのを助け、また公知のシンガス冷却器プラテンと比較してシンガス冷却器１００の流路に対するプラテン２００の暴露を増大する。 In the embodiment shown in FIG. 3, a single platen 202 is circumferentially disposed between each pair of adjacent platens 204. In the embodiment shown in FIG. 4, a pair of platens 202 are circumferentially disposed between each pair of adjacent platens 204. In alternate embodiments, any number of platens 202 may be circumferentially disposed between each pair of adjacent platens 204. In other embodiments, any number of platens 204 may be disposed between adjacent pairs of platens 202. Further, in the exemplary embodiment, each platen 200 extends substantially radially inward from the wall or shell (shown in FIG. 2) of syngas cooler 100 toward centerline 104. In an alternative embodiment, the platen 200 extends from the wall of the syngas cooler 100 at a suitable inclined angle. The platen 200 is also configured to be coupled to the tube cage (shown in FIG. 2) so as to extend substantially vertically through the syngas cooler 100. In addition, the configuration of the platen 200 with alternating lengths and L 1 and L 2 helps to reduce the overall size of the platen 200 from the known platen size and compared to known syngas cooler platens. Increase the exposure of the platen 200 to the flow path of the syngas cooler 100.

作動中、ガス発生機（図１に示す）から排出されたシンガス流はシンガス冷却器１００の頂部に導かれる。シンガスはプラテン２００に沿って流れて、プラテン２００を通って流れるボイラー給水を加熱して蒸気を生成するのを促進する。その性質により、シンガス冷却器１００を通って流れるシンガスは、プラテン２００への輻射熱伝達を制限する粒状物質を含むため、限られた視覚経路に起因して光学的に濃い。さらに、シンガス流内の粒状物質はプラテン２００上に付着する傾向を有し得るので、熱伝達を低減する可能性がある。しかし、代表的な実施形態では、垂直配向及びシンガスの流路へのプラテン２００の増大した暴露により、シンガス流からの固体の付着の低減が促進される。結果として、シンガス流からボイラー給水への熱伝達及び蒸気の生成が促進されて増大する。さらに、プラテン２００の大きさの低下により、蒸気の生成に悪影響を及ぼしたり、及び／又はシンガス冷却器１００の大きさに依存する製造費を増大したりすることなく、シンガス冷却器１００の全体の長さ及び／又は直径の低下が促進される。   During operation, the syngas stream discharged from the gas generator (shown in FIG. 1) is directed to the top of the syngas cooler 100. The syngas flows along the platen 200 and heats the boiler feed water flowing through the platen 200 to promote the generation of steam. By virtue of its nature, the syngas flowing through the syngas cooler 100 contains a particulate material that limits radiant heat transfer to the platen 200 and is therefore optically dark due to the limited visual path. In addition, particulate matter in the syngas stream may have a tendency to deposit on the platen 200, which may reduce heat transfer. However, in the exemplary embodiment, the vertical orientation and increased exposure of the platen 200 to the syngas flow path facilitates the reduction of solid deposition from the syngas stream. As a result, heat transfer from the syngas stream to the boiler feedwater and steam generation are promoted and increased. Furthermore, the overall size of the syngas cooler 100 can be reduced without adversely affecting steam generation and / or increasing manufacturing costs depending on the size of the syngas cooler 100 due to the reduction in size of the platen 200. Reduction in length and / or diameter is facilitated.

図５は、シンガス冷却器１００と共に使用し得る複数のプラテン２５０の別の実施形態を示す。代表的な実施形態では、プラテン２５０は、第１の複数のプラテン２５２及び第２の複数のプラテン２５４を含んでいる。代表的な実施形態では、プラテン２５２は実質的に線形である。しかし、当業者には自明であろうが、代替的な実施形態では、プラテン２５２は非線形である。さらに、代表的な実施形態では、プラテン２５４は実質的に弓形である。しかし、当業者には自明であろうが、代替的な実施形態では、プラテン２５４は実質的に線形であるか、及び／又は別の非線形形状を有する。   FIG. 5 illustrates another embodiment of a plurality of platens 250 that may be used with the syngas cooler 100. In the exemplary embodiment, platen 250 includes a first plurality of platens 252 and a second plurality of platens 254. In the exemplary embodiment, platen 252 is substantially linear. However, as will be apparent to those skilled in the art, in an alternative embodiment, the platen 252 is non-linear. Further, in the exemplary embodiment, platen 254 is substantially arcuate. However, as will be apparent to those skilled in the art, in alternative embodiments, the platen 254 is substantially linear and / or has another non-linear shape.

プラテン２５０は中心線１０４の回りで周囲方向に離隔して並んでいる。具体的には、図５は半円形のプラテン２５０のみを示しているが、当業者には自明であろうが、一実施形態では、プラテン２５０は中心線１０４の回り全体に離隔して並んでいる。代替的な実施形態では、プラテン２５０は中心線１０４の回りで弓形に離隔して並んでおり、これによりシンガス冷却器１００は本明細書に記載されているように機能することができる。さらに、代表的な実施形態では、プラテン２５２はシンガス冷却器１００の壁又はシェル（図２に示す）から中心線１０４に向かって実質的に半径方向内側に延在する。代替的な実施形態では、プラテン２５２はシンガス冷却器１００の壁から傾斜した角度で延在する。プラテン２５４は中心線１０４の回りでシンガス冷却器の壁の内側周辺に沿って実質的に周囲方向に延在する。また、プラテン２５４はプラテン２５２からある角度で外側へ延在する。具体的には、代表的な実施形態では、各プラテン２５４はプラテン２５２から距離Ｄ1延在しており、このため各プラテン２５４は隣接するプラテン２５２及び隣接するプラテン２５４と重なり合うことができる。代替的な実施形態では、プラテン２５４は隣接するプラテン２５２及び／又は２５４と重なり合わない。別の実施形態では、プラテン２５４は隣接するプラテン２５２と重なり合うが、隣接するプラテン２５４とは重なり合わない。別の実施形態では、プラテン２５４は任意の数の隣接するプラテン２５２及び／又は２５４と重なり合い、このためシンガス冷却器１００は本明細書に記載されているように機能することができる。 The platens 250 are arranged around the center line 104 and spaced apart in the circumferential direction. Specifically, FIG. 5 shows only a semi-circular platen 250, but as will be apparent to those skilled in the art, in one embodiment, the platen 250 is spaced generally around the centerline 104. Yes. In an alternative embodiment, the platens 250 are arcuately spaced about the centerline 104 so that the syngas cooler 100 can function as described herein. Further, in the exemplary embodiment, the platen 252 extends substantially radially inward from the wall or shell of the syngas cooler 100 (shown in FIG. 2) toward the centerline 104. In an alternative embodiment, the platen 252 extends at an inclined angle from the wall of the syngas cooler 100. The platen 254 extends substantially circumferentially about the centerline 104 along the inner periphery of the syngas cooler wall. The platen 254 extends outward from the platen 252 at an angle. Specifically, in the exemplary embodiment, each platen 254 extends a distance D 1 from platen 252 such that each platen 254 can overlap adjacent platen 252 and adjacent platen 254. In an alternative embodiment, the platen 254 does not overlap the adjacent platen 252 and / or 254. In another embodiment, the platen 254 overlaps with an adjacent platen 252 but does not overlap with an adjacent platen 254. In another embodiment, the platen 254 overlaps any number of adjacent platens 252 and / or 254, so that the syngas cooler 100 can function as described herein.

また、プラテン２５０は、管ケージ（図２に示す）に連結しシンガス冷却器１００を通って実質的に垂直に延在するように構成されている。さらに、プラテン２５０のＬ形配置は、プラテン２５０の全体の大きさを公知のプラテンの大きさと比較して低減するのを促進し、またプラテン２５０のシンガス冷却器１００の流路に対する暴露を公知のシンガス冷却器プラテンと比較して増大する。   The platen 250 is configured to connect to a tube cage (shown in FIG. 2) and extend substantially vertically through the syngas cooler 100. Further, the L-shaped arrangement of the platen 250 facilitates reducing the overall size of the platen 250 compared to known platen sizes, and exposure of the platen 250 to the syngas cooler 100 flow path is known. Increased compared to the syngas cooler platen.

作動中、ガス発生機（図１に示す）から排出されたシンガス流はシンガス冷却器１００の頂部に導かれる。シンガスはプラテン２５０に沿って流れて、プラテン２５０を通って流れるボイラー給水を加熱して蒸気を発生させるのを促進する。その性質により、シンガス冷却器１００を通って流れるシンガスは、プラテン２５０に対する輻射熱伝達を制限する粒状物質を含んでいるため、限られた視覚経路に起因して光学的に濃い。さらに、シンガス流内の粒状物質はプラテン２５０上に付着し、従って熱伝達を低減する傾向を有し得る。しかし、代表的な実施形態では、垂直配向及びシンガスの流路に対するプラテン２５０の増大した暴露は、シンガス流からの固体の付着の低減を促進する。結果として、シンガス流からボイラー給水への熱伝達及び蒸気の生成が促進されて増大する。また、プラテン２５０の低下した大きさは、蒸気の生成に悪影響を及ぼしたり、及び／又はシンガス冷却器１００の大きさに依存する製造費を増大したりすることなく、シンガス冷却器１００の全体の長さ及び／又は直径を低減するのを促進する。   During operation, the syngas stream discharged from the gas generator (shown in FIG. 1) is directed to the top of the syngas cooler 100. The syngas flows along the platen 250 and heats the boiler feedwater flowing through the platen 250 to facilitate generating steam. By virtue of its nature, the syngas flowing through the syngas cooler 100 contains a particulate material that limits radiant heat transfer to the platen 250 and is therefore optically dark due to the limited visual path. Further, particulate matter in the syngas stream may deposit on the platen 250 and thus have a tendency to reduce heat transfer. However, in an exemplary embodiment, the increased exposure of the platen 250 to the vertical orientation and the syngas flow path facilitates the reduction of solid deposition from the syngas stream. As a result, heat transfer from the syngas stream to the boiler feedwater and steam generation are promoted and increased. Also, the reduced size of the platen 250 does not adversely affect steam generation and / or increase the manufacturing cost depending on the size of the syngas cooler 100 without increasing the overall cost of the syngas cooler 100. Helps reduce length and / or diameter.

図６は、シンガス冷却器１００と共に使用し得る複数のプラテン３００の別の実施形態である。代表的な実施形態では、プラテン３００は実質的に弓形である。さらに、プラテン３００は中心線１０４の回りで周囲方向に離隔して並んでいる。具体的には、図６では半円形のプラテン３００のみが示されているが、当業者には自明であろうが、一実施形態では、プラテン３００は中心線１０４の回り全体に離隔して並んでいる。代替的な実施形態では、プラテン３００は中心線１０４の回りで適切な距離で離隔して並んでおり、そのためシンガス冷却器１００は本明細書に記載されているように機能できるようになっている。さらに、代表的な実施形態では、プラテン３００はシンガス冷却器１００の壁又はシェル（図２に示す）から中心線１０４に向かって実質的に半径方向内側に延在している。代替的な実施形態では、プラテン３００はシンガス冷却器の壁から傾いた角度で延在している。一実施形態では、プラテン３００は異なる長さを有する。具体的には、プラテン３００は、第１の長さＬ3を有する第１の複数のプラテン３０２と、第１の長さＬ3より長い第２の長さＬ4を有する第２の複数のプラテン３０４とを含んでいる。別の実施形態では、プラテン３００は各々が同じ長さを有する。 FIG. 6 is another embodiment of a plurality of platens 300 that may be used with the syngas cooler 100. In the exemplary embodiment, platen 300 is substantially arcuate. Further, the platens 300 are arranged around the center line 104 so as to be separated in the circumferential direction. Specifically, only a semi-circular platen 300 is shown in FIG. 6, but as will be apparent to those skilled in the art, in one embodiment, the platen 300 is spaced generally around the centerline 104. It is out. In an alternative embodiment, the platens 300 are spaced at an appropriate distance around the centerline 104 so that the syngas cooler 100 can function as described herein. . Further, in the exemplary embodiment, platen 300 extends substantially radially inward from the wall or shell of syngas cooler 100 (shown in FIG. 2) toward centerline 104. In an alternative embodiment, the platen 300 extends at an angle from the wall of the syngas cooler. In one embodiment, the platen 300 has different lengths. Specifically, the platen 300 includes a first plurality of platens 302 having a first length L 3 and a second plurality of second lengths L 4 longer than the first length L 3 . Platen 304. In another embodiment, the platens 300 each have the same length.

また、プラテン３００は、管ケージ（図２に示す）と連結しシンガス冷却器１００を通って実質的に垂直に延在するように構成されている。さらに、プラテン３００の弓形の配置は、プラテン３００の全体の大きさを公知のプラテンの大きさより小さく低減し、またシンガス冷却器１００の流路に対するプラテン３００の暴露を公知のシンガス冷却器プラテンと比較して増大する。   The platen 300 is also configured to extend substantially vertically through the syngas cooler 100 in connection with a tube cage (shown in FIG. 2). Further, the arcuate arrangement of the platen 300 reduces the overall size of the platen 300 to less than the known platen size, and also compares the exposure of the platen 300 to the flow path of the syngas cooler 100 with known syngas cooler platens. Increase.

作動中、ガス発生機（図１に示す）から排出されたシンガス流はシンガス冷却器１００の頂部に導かれる。シンガスはプラテン３００に沿って流れて、プラテン３００を通って流れるボイラー給水を加熱して蒸気を発生させるのを促進する。その性質により、シンガス冷却器１００を通って流れるシンガスは、プラテン３００への輻射熱伝達を制限する粒状物質を含むため、限られた視覚経路に起因して光学的に濃い。さらに、シンガス流内の粒状物質は、プラテン３００上に付着し、従って熱伝達を低減する傾向を有し得る。しかし、代表的な実施形態では、垂直配向及びシンガスの流路に対するプラテン３００の増大した暴露は、シンガス流からの固体の付着の低減を促進する。結果として、シンガス流からボイラー給水への熱伝達及び蒸気の生成が促進されて増大する。また、プラテン３００の低下した大きさは、蒸気の生成に悪影響を及ぼしたり、及び／又はシンガス冷却器１００の大きさに依存する製造費を増大することなく、シンガス冷却器１００の全体の長さ及び／又は直径の低減を促進する。   During operation, the syngas stream discharged from the gas generator (shown in FIG. 1) is directed to the top of the syngas cooler 100. The syngas flows along the platen 300 and facilitates heating the boiler feedwater flowing through the platen 300 to generate steam. Due to its nature, the syngas flowing through the syngas cooler 100 is optically dark due to the limited visual path because it contains particulate matter that limits radiant heat transfer to the platen 300. Furthermore, particulate matter within the syngas stream may have a tendency to deposit on the platen 300 and thus reduce heat transfer. However, in the exemplary embodiment, the increased exposure of the platen 300 to the vertical orientation and the syngas flow path facilitates the reduction of solid deposition from the syngas stream. As a result, heat transfer from the syngas stream to the boiler feedwater and steam generation are promoted and increased. Also, the reduced size of the platen 300 does not adversely affect steam generation and / or increase the overall cost of the syngas cooler 100 without increasing manufacturing costs that depend on the size of the syngas cooler 100. And / or promote diameter reduction.

図７は、シンガス冷却器１００と共に使用し得る複数のプラテン３５０の別の実施形態である。代表的な実施形態では、プラテン３５０は実質的に線形であり、同じ長さＬ5を有する。代替的な実施形態では、プラテン３５０は実質的に非線形である。別の実施形態では、プラテン３５０は異なる長さを有する。プラテン３５０は中心線１０４の回りで周囲方向に離隔して並んでいる。具体的には、図７では半円形のプラテン３５０のみが示されているが、当業者には自明であろうが、一実施形態では、プラテン３５０は中心線１０４の回り全体に離隔して並んでいる。代替的な実施形態では、プラテン３５０は中心線１０４の回りで適切な離隔して並んでいて、そのためシンガス冷却器１００は本明細書に記載されているように機能することができる。さらに、代表的な実施形態では、プラテン３５０は壁又はシェル（図２に示す） ｏｆ シンガス冷却器１００の中心線１０４に向かって傾いた角度で延在している。 FIG. 7 is another embodiment of a plurality of platens 350 that may be used with the syngas cooler 100. In the exemplary embodiment, platen 350 is substantially linear and has the same length L 5 . In an alternative embodiment, the platen 350 is substantially non-linear. In another embodiment, the platen 350 has a different length. The platens 350 are arranged around the center line 104 so as to be spaced apart in the circumferential direction. Specifically, only a semi-circular platen 350 is shown in FIG. 7, but as will be apparent to those skilled in the art, in one embodiment, the platens 350 are spaced generally around the centerline 104. It is out. In an alternative embodiment, the platens 350 are lined up appropriately around the centerline 104 so that the syngas cooler 100 can function as described herein. Further, in the exemplary embodiment, the platen 350 extends at an inclined angle toward the centerline 104 of the wall or shell (shown in FIG. 2) of the syngas cooler 100.

また、プラテン３５０は、管ケージ（図２に示す）に連結されシンガス冷却器１００を通って実質的に垂直に延在するように構成されている。さらに、シンガス冷却器の壁に対して傾いた角度で延在するプラテン３５０の配置は、プラテン３５０の全体の大きさを公知のプラテンの大きさより小さく低下させ、またシンガス冷却器１００の流路に対するプラテン３５０の暴露を公知のシンガス冷却器プラテンと比較して増大する。   The platen 350 is also configured to extend substantially vertically through the syngas cooler 100 connected to a tube cage (shown in FIG. 2). Furthermore, the arrangement of the platen 350 extending at an inclined angle with respect to the wall of the syngas cooler reduces the overall size of the platen 350 to be smaller than the known platen size and is relative to the flow path of the syngas cooler 100 The exposure of the platen 350 is increased compared to known syngas cooler platens.

作動中、ガス発生機（図１に示す）から排出されたシンガス流はシンガス冷却器１００の頂部に導かれる。このシンガスはプラテン３５０に沿って流れて、プラテン３５０を通って流れるボイラー給水を加熱して蒸気を発生させるのを促進する。その性質により、シンガス冷却器１００を通って流れるシンガスは、プラテン３５０への輻射熱伝達を制限する粒状物質を含むため、限られた視覚経路に起因して光学的に濃い。さらに、シンガス流内の粒状物質は、プラテン３５０上に付着し、従って熱伝達を低減する傾向を有し得る。しかし、代表的な実施形態では、垂直配向及びシンガスの流路に対するプラテン３５０の増大した暴露は、シンガス流からの固体の付着の低減を促進する。結果として、シンガス流からボイラー給水への熱伝達及び蒸気の生成が増大するように促進される。また、プラテン３５０の低下した大きさは、蒸気の生成に悪影響を及ぼしたり、及び／又はシンガス冷却器１００の大きさに依存する製造費を増大させることなく、シンガス冷却器１００の全体の長さ及び／又は直径の低減を促進する。   During operation, the syngas stream discharged from the gas generator (shown in FIG. 1) is directed to the top of the syngas cooler 100. The syngas flows along the platen 350 and promotes the generation of steam by heating the boiler feedwater flowing through the platen 350. Due to its nature, the syngas flowing through the syngas cooler 100 is optically dark due to the limited visual path because it contains particulate matter that limits radiant heat transfer to the platen 350. Further, particulate matter within the syngas stream may have a tendency to deposit on the platen 350 and thus reduce heat transfer. However, in an exemplary embodiment, the increased exposure of the platen 350 to the vertical orientation and the syngas flow path facilitates the reduction of solid deposition from the syngas stream. As a result, heat transfer from the syngas stream to the boiler feedwater and steam generation are facilitated to increase. Also, the reduced size of the platen 350 can adversely affect steam generation and / or increase the overall length of the syngas cooler 100 without increasing manufacturing costs that depend on the size of the syngas cooler 100. And / or promote diameter reduction.

図８は、シンガス冷却器１００と共に使用し得る複数のプラテン４００の代替的な実施形態である。プラテン４００は第１の複数のプラテン４０２と第２の複数のプラテン４０４を含んでいる。プラテン４００は中心線１０４の回りで周囲方向に離隔して並んでいる。具体的には、図８では半円形のプラテン４００のみが示されているが、当業者には自明であろうが、一実施形態では、プラテン４００は中心線１０４の回り全体で離隔して並んでいる。代替的な実施形態では、プラテン４００は中心線１０４の回りで任意の距離で離隔して並んでいて、そのためプラテン４００は本明細書に記載されているように機能することができる。代表的な実施形態では、プラテン４０４はプラテン４０２の半径方向内側に配置されている。具体的には、プラテン４０２はシンガス冷却器１００の壁又はシェル（図２に示す）から中心線１０４に向かって半径方向内側に延在しており、プラテン４０４はプラテン４０２から中心線１０４に向かって内側に延在している。代替的な実施形態では、プラテン４０２はシンガス冷却器の壁から傾いた角度で延在している。さらに、代表的な実施形態では、プラテン４０４はプラテン４０２から傾いた角度で延在している。具体的には、第１のプラテン４０６は各プラテン４０２から第１の方向に傾いて延在しており、第２のプラテン４０８は各プラテン４０２から反対の方向に傾いて延在しており、その結果１つのプラテン４０２と一対のプラテン４０４が軸方向の中心線１０４に対して垂直な平面内でＹ字形を形成している。   FIG. 8 is an alternative embodiment of a plurality of platens 400 that may be used with the syngas cooler 100. The platen 400 includes a first plurality of platens 402 and a second plurality of platens 404. The platens 400 are arranged around the center line 104 so as to be separated in the circumferential direction. Specifically, only a semi-circular platen 400 is shown in FIG. 8, but as will be apparent to those skilled in the art, in one embodiment, the platens 400 are spaced apart entirely around the centerline 104. It is out. In an alternative embodiment, the platens 400 are arranged at any distance around the centerline 104 so that the platens 400 can function as described herein. In the exemplary embodiment, platen 404 is disposed radially inward of platen 402. Specifically, the platen 402 extends radially inward from the wall or shell of the syngas cooler 100 (shown in FIG. 2) toward the centerline 104, and the platen 404 extends from the platen 402 toward the centerline 104. Extending inward. In an alternative embodiment, the platen 402 extends at an angle from the wall of the syngas cooler. Further, in the exemplary embodiment, the platen 404 extends at an angle from the platen 402. Specifically, the first platen 406 extends from each platen 402 in an inclined direction, and the second platen 408 extends from each platen 402 in an opposite direction, As a result, one platen 402 and a pair of platens 404 form a Y shape in a plane perpendicular to the axial center line 104.

代表的な実施形態では、プラテン４００は実質的に線形である。しかし、当業者には自明であろうが、代替的な実施形態では、プラテン４００で非線形である。さらに、代表的な実施形態では、プラテン４０２は長さＬ6を有し、プラテン４０４は長さＬ6より長い長さＬ7を有している。代替的な実施形態では、長さＬ6が長さＬ7より長い。別の実施形態では、長さＬ6は長さＬ7と実質的に同じである。別の実施形態では、プラテン４０２は様々な長さを有しており、及び／又はプラテン４０４は様々な長さを有する。 In the exemplary embodiment, platen 400 is substantially linear. However, as will be apparent to those skilled in the art, in an alternative embodiment, the platen 400 is non-linear. Further, in the exemplary embodiment, platen 402 has a length L 6 and platen 404 has a length L 7 that is longer than length L 6 . In an alternative embodiment, the length L 6 is longer than the length L 7 . In another embodiment, length L 6 is substantially the same as length L 7 . In another embodiment, the platen 402 has various lengths and / or the platen 404 has various lengths.

また、プラテン４００は管ケージ（図２に示す）に連結されシンガス冷却器１００を通って実質的に垂直に延在するように構成されている。さらに、プラテン４００のＹ字形の配置により、プラテン４００の全体の大きさが公知のプラテンの大きさより小さく低減され、またシンガス冷却器１００の流路に対するプラテン４００の暴露が公知のシンガス冷却器プラテンと比較して増大する。   The platen 400 is connected to a tube cage (shown in FIG. 2) and is configured to extend substantially vertically through the syngas cooler 100. Further, the Y-shaped arrangement of the platen 400 reduces the overall size of the platen 400 to less than the known platen size, and the exposure of the platen 400 to the flow path of the syngas cooler 100 is similar to that of the known syngas cooler platen. Increases in comparison.

作動中、ガス発生機（図１に示す）から排出されたシンガス流はシンガス冷却器１００の頂部に導かれる。シンガスはプラテン４００に沿って流れて、プラテン４００を通って流れるボイラー給水を加熱して蒸気を発生させるのを促進する。その性質により、シンガス冷却器１００を流れるシンガスは、プラテン４００への輻射熱伝達を制限する粒状物質を含むため、限られた視覚経路に起因して光学的に濃い。さらに、シンガス流内の粒状物質はプラテン４００上に付着し、従って熱伝達を低減する傾向を有し得る。しかし、代表的な実施形態では、垂直配向及びシンガスの流路に対するプラテン４００の増大した暴露により、シンガス流からの固体の付着の低減が促進される。結果として、シンガス流からのボイラー給水への熱伝達及び蒸気の生成が増大するように促進される。また、プラテン４００の低下した大きさのため、蒸気の生成に悪影響を及ぼしたり、及び／又はシンガス冷却器１００の大きさに依存する製造費を増大したりすることなく、シンガス冷却器１００の全体の長さ及び／又は直径の低減が促進される。   During operation, the syngas stream discharged from the gas generator (shown in FIG. 1) is directed to the top of the syngas cooler 100. The syngas flows along the platen 400 and heats the boiler feedwater flowing through the platen 400 to facilitate generating steam. Due to its nature, the syngas flowing through the syngas cooler 100 contains particulate matter that limits radiant heat transfer to the platen 400 and is therefore optically dark due to the limited visual path. In addition, particulate matter in the syngas stream may deposit on the platen 400 and thus have a tendency to reduce heat transfer. However, in an exemplary embodiment, the vertical orientation and increased exposure of the platen 400 to the syngas flow path facilitates the reduction of solid deposition from the syngas stream. As a result, heat transfer from the syngas stream to the boiler feed water and steam generation are facilitated to increase. Also, due to the reduced size of the platen 400, the entire syngas cooler 100 without adversely affecting steam generation and / or increasing manufacturing costs depending on the size of the syngas cooler 100. Reduction of the length and / or diameter of the substrate is facilitated.

図９は、シンガス冷却器１００と共に使用し得る複数のプラテン４５０の別の実施形態である。プラテン４５０は第１の複数のプラテン４５２と第２の複数のプラテン４５４を含んでいる。プラテン４５０は中心線１０４の回りで周囲方向に離隔して並んでいる。具体的には、図９では半円形のプラテン４５０のみが示されているが、当業者には自明であろうが、一実施形態では、プラテン４５０は中心線１０４の回り全体に離隔して並んでいる。代替的な実施形態では、プラテン４５０は中心線１０４の回りで所定の距離で離隔して並んでおり、そのためシンガス冷却器１００は本明細書に記載されているように機能することができる。代表的な実施形態では、プラテン４５２はプラテン４５４の半径方向内側に配置されている。具体的には、プラテン４５２はシンガス冷却器１００の中心線１０４から壁又はシェル（図２に示す）に向かって半径方向外側へ延在しており、プラテン４５４はプラテン４５２からシンガス冷却器１００の壁に向かって外側へ延在している。代替的な実施形態では、プラテン４５２は中心線１０４からシンガス冷却器１００の壁に対して傾いた角度で延在している。さらに、代表的な実施形態では、プラテン４５４はプラテン４５２から傾いた角度で延在している。具体的には、第１のプラテン４５６は各プラテン４５２から第１の方向に傾いて延在しており、第２のプラテン４５８は各プラテン４５２から反対の方向に傾いて延在しており、その結果１つのプラテン４５２と一対のプラテン４５４がＹ字形を形成している。   FIG. 9 is another embodiment of a plurality of platens 450 that may be used with the syngas cooler 100. The platen 450 includes a first plurality of platens 452 and a second plurality of platens 454. The platens 450 are arranged around the center line 104 and spaced apart in the circumferential direction. Specifically, although only a semi-circular platen 450 is shown in FIG. 9, as will be apparent to those skilled in the art, in one embodiment, the platen 450 is spaced generally around the centerline 104. It is out. In an alternative embodiment, the platens 450 are spaced a predetermined distance around the centerline 104 so that the syngas cooler 100 can function as described herein. In the exemplary embodiment, platen 452 is disposed radially inward of platen 454. Specifically, the platen 452 extends radially outward from the centerline 104 of the syngas cooler 100 toward the wall or shell (shown in FIG. 2), and the platen 454 extends from the platen 452 to the syngas cooler 100. It extends outward toward the wall. In an alternative embodiment, the platen 452 extends at an inclined angle from the centerline 104 to the wall of the syngas cooler 100. Further, in the exemplary embodiment, platen 454 extends at an angle from platen 452. Specifically, the first platen 456 extends from each platen 452 in an inclined direction, and the second platen 458 extends from each platen 452 in an opposite direction, As a result, one platen 452 and a pair of platens 454 form a Y shape.

代表的な実施形態では、プラテン４５０は実質的に線形である。しかし、当業者には自明であろうが、代替的な実施形態では、プラテン４５０は非線形である。さらに、代表的な実施形態では、プラテン４５２は長さＬ8を有し、プラテン４５４は長さＬ8より長い長さＬ9を有している。代替的な実施形態では、長さＬ8は長さＬ9より長い。別の実施形態では、長さＬ8は長さＬ9と実質的に同じである。別の実施形態では、プラテン４５２は様々な長さを有し、及び／又はプラテン４５４は様々な長さを有する。 In the exemplary embodiment, platen 450 is substantially linear. However, as will be apparent to those skilled in the art, in an alternative embodiment, the platen 450 is non-linear. Further, in the exemplary embodiment, platen 452 has a length L 8 and platen 454 has a length L 9 that is longer than length L 8 . In an alternative embodiment, the length L 8 is longer than the length L 9 . In another embodiment, the length L 8 is substantially the same as the length L 9 . In another embodiment, the platen 452 has various lengths and / or the platen 454 has various lengths.

また、プラテン４５０は管ケージ（図２に示す）に連結されシンガス冷却器１００を通って実質的に垂直に延在するように構成されている。さらに、プラテン４５０のＹ字形の配置により、プラテン４５０の全体の大きさが公知のプラテンの大きさより小さく低減され、またシンガス冷却器１００の流路に対するプラテン４５０の暴露が公知のシンガス冷却器プラテンと比較して増大する。   The platen 450 is connected to a tube cage (shown in FIG. 2) and is configured to extend substantially vertically through the syngas cooler 100. Further, the Y-shaped arrangement of the platen 450 reduces the overall size of the platen 450 to be smaller than the known platen size, and exposure of the platen 450 to the flow path of the syngas cooler 100 is associated with known syngas cooler platens. Increases in comparison.

作動中、ガス発生機（図１に示す）から排出されたシンガス流はシンガス冷却器１００の頂部に導かれる。このシンガスはプラテン４５０に沿って流れて、プラテン４５０を通って流れるボイラー給水を加熱して蒸気の発生を促進する。その性質により、シンガス冷却器１００を通って流れるシンガスは、プラテン４５０への輻射熱伝達を制限する粒状物質を含むため、限られた視覚経路に起因して光学的に濃い。さらに、シンガス流内の粒状物質はプラテン４５０上に付着し、従って熱伝達を低減する傾向を有し得る。しかし、代表的な実施形態では、垂直配向及びシンガスの流路に対するプラテン４５０の増大した暴露により、シンガス流からの固体の付着の低減が促進される。結果として、シンガス流からボイラー給水への熱伝達及び蒸気の生成が増大するように促進される。また、プラテン４５０の低下した大きさにより、蒸気の生成に悪影響を及ぼしたり、及び／又はシンガス冷却器１００の大きさに依存する製造費を増大することなく、シンガス冷却器１００の全体の長さ及び／又は直径の低減が促進される。   During operation, the syngas stream discharged from the gas generator (shown in FIG. 1) is directed to the top of the syngas cooler 100. The syngas flows along the platen 450 and heats boiler feed water flowing through the platen 450 to promote steam generation. Due to its nature, the syngas flowing through the syngas cooler 100 is optically dark due to the limited visual path because it contains particulate matter that limits radiant heat transfer to the platen 450. Furthermore, particulate matter in the syngas stream may deposit on the platen 450 and thus tend to reduce heat transfer. However, in an exemplary embodiment, the vertical orientation and increased exposure of the platen 450 to the syngas flow path facilitates the reduction of solid deposition from the syngas stream. As a result, heat transfer from the syngas stream to the boiler feedwater and steam generation are facilitated to increase. Also, the reduced size of the platen 450 may adversely affect steam generation and / or increase the overall length of the syngas cooler 100 without increasing manufacturing costs that depend on the size of the syngas cooler 100. And / or a reduction in diameter is facilitated.

図１０は、シンガス冷却器１００と共に使用し得る複数のプラテン５００の別の実施形態である。図１１は、プラテン５００の平面図である。プラテン５００は螺旋状である。具体的には、各プラテン５００は中心線１０４に沿って垂直に、かつ中心線１０４の回りで周囲方向に延在している。さらに、各プラテン５００は中心線１０４からシンガス冷却器１００の壁又はシェル（図２に示す）に向かって長さＬ10だけ外側へ延在している。また、各プラテン５００は隣接するプラテン５００と重なり合っており、その結果複数のプラテン５００が螺旋状のネジパターンを形成している。 FIG. 10 is another embodiment of a plurality of platens 500 that may be used with the syngas cooler 100. FIG. 11 is a plan view of the platen 500. The platen 500 is spiral. Specifically, each platen 500 extends vertically along the center line 104 and circumferentially around the center line 104. Further, each platen 500 extends outward by a length L 10 from the centerline 104 toward the wall or shell of the syngas cooler 100 (shown in FIG. 2). Further, each platen 500 overlaps with an adjacent platen 500, and as a result, a plurality of platens 500 form a helical screw pattern.

プラテン５００は管ケージ（図２に示す）に連結されシンガス冷却器１００を通って実質的に垂直に延在するように構成されている。さらに、プラテン５００の螺旋状構造により、プラテン５００の全体の大きさが公知のプラテンの大きさより小さく低減し、またシンガス冷却器１００の流路に対するプラテン５００の暴露が公知のシンガス冷却器プラテンと比較して増大する。   The platen 500 is connected to a tube cage (shown in FIG. 2) and is configured to extend substantially vertically through the syngas cooler 100. Further, the helical structure of the platen 500 reduces the overall size of the platen 500 to less than the known platen size, and the exposure of the platen 500 to the flow path of the syngas cooler 100 is compared to known syngas cooler platens. Increase.

作動中、ガス発生機（図１に示す）から排出されたシンガス流はシンガス冷却器１００の頂部に導かれる。このシンガスはプラテン５００に沿って流れて、プラテン５００を通って流れるボイラー給水を加熱して蒸気の発生を促進する。その性質により、シンガス冷却器１００を通って流れるシンガスは、プラテン５００への輻射熱伝達を制限する粒状物質を含むため、限られた視覚経路に起因して光学的に濃い。さらに、シンガス流内の粒状物質はプラテン５００上に付着し、従って熱伝達を低減する傾向を有し得る。しかし、代表的な実施形態では、垂直配向及びシンガスの流路に対するプラテン５００の増大した暴露により、シンガス流からの固体の付着の低減が促進される。結果として、シンガス流からボイラー給水への熱伝達及び蒸気の生成が増大するように促進される。また、プラテン５００の低下した大きさにより、蒸気の生成に悪影響を及ぼしたり、及び／又はシンガス冷却器１００の大きさに依存する製造費を増大することなく、シンガス冷却器１００の全体の長さ及び／又は直径の低減が促進される。   During operation, the syngas stream discharged from the gas generator (shown in FIG. 1) is directed to the top of the syngas cooler 100. This syngas flows along the platen 500 and heats boiler feed water flowing through the platen 500 to promote steam generation. By virtue of its nature, the syngas flowing through the syngas cooler 100 contains a particulate material that limits radiant heat transfer to the platen 500 and is therefore optically dark due to the limited visual path. In addition, particulate matter in the syngas stream may deposit on the platen 500 and thus have a tendency to reduce heat transfer. However, in the exemplary embodiment, the vertical orientation and increased exposure of the platen 500 to the syngas flow path facilitates the reduction of solid deposition from the syngas stream. As a result, heat transfer from the syngas stream to the boiler feedwater and steam generation are facilitated to increase. Also, the reduced size of the platen 500 can adversely affect steam production and / or increase the overall length of the syngas cooler 100 without increasing manufacturing costs that depend on the size of the syngas cooler 100. And / or a reduction in diameter is facilitated.

図１２は、シンガス冷却器１００と共に使用し得る複数のプラテン５５０の別の実施形態である。プラテン５５０は、第１の部分プラテン５５２と第２の部分のプラテン５５４を含んでいる。具体的には、プラテン５５２はプラテン３００（図６に示す）と本質的に類似に構成され、プラテン５５４はプラテン５００（図１０及び１１に示す）と本質的に類似に構成されている。   FIG. 12 is another embodiment of a plurality of platens 550 that may be used with the syngas cooler 100. The platen 550 includes a first partial platen 552 and a second partial platen 554. Specifically, the platen 552 is configured essentially similar to the platen 300 (shown in FIG. 6), and the platen 554 is configured essentially similar to the platen 500 (shown in FIGS. 10 and 11).

図１３は、シンガス冷却器１００と共に使用し得る複数のプラテン６００の代替的な実施形態である。プラテン６００は第１の部分のプラテン６０２と第２の部分のプラテン６０４とを含んでいる。具体的には、プラテン６０２は図８に示す実施形態のプラテン３００と本質的に類似に構成され、プラテン６０４は図７に示す実施形態のプラテン３００と本質的に類似に構成されている。   FIG. 13 is an alternative embodiment of a plurality of platens 600 that may be used with the syngas cooler 100. The platen 600 includes a first portion platen 602 and a second portion platen 604. Specifically, the platen 602 is configured essentially similar to the platen 300 of the embodiment shown in FIG. 8, and the platen 604 is configured essentially similar to the platen 300 of the embodiment shown in FIG.

図１２及び図１３では、図６、図１０及び図１１に示すプラテンの組合せのみが示されているが、当業者には自明であろうが、図３〜図１１に示す任意のプラテンを組み合わせてシンガス冷却器１００と共に使用し得る複数のプラテンを形成することができる。   12 and 13, only the combination of the platens shown in FIGS. 6, 10 and 11 is shown. As will be apparent to those skilled in the art, any of the platens shown in FIGS. A plurality of platens that can be used with the syngas cooler 100 can be formed.

具体的には、本明細書に記載されたプラテンの任意の組合せで、シンガス流からの固体の付着の低減が促進され、それによりシンガス流からボイラー給水への熱伝達が増大し蒸気の生成が増大する。また、本明細書に記載されたプラテンの任意の組合せで、蒸気の生成を維持すると共にシンガス冷却器１００の大きさに依存するコストを低減しつつ、シンガス冷却器１００の全体の長さ及び／又は直径の低減が促進される。   Specifically, any combination of the platens described herein facilitates the reduction of solid deposition from the syngas stream, thereby increasing heat transfer from the syngas stream to the boiler feedwater and generating steam. Increase. Also, the overall length of the syngas cooler 100 and / or any combination of the platens described herein while maintaining steam generation and reducing the cost depending on the size of the syngas cooler 100. Or the reduction of the diameter is promoted.

一実施形態では、シンガス冷却器を製造する方法が提供される。この方法は、シンガス冷却器内に管ケージを連結し、複数のプラテンを管ケージに連結してシンガス冷却器内での蒸気の生成を促進することを含んでいる。少なくとも第１のプラテンは、第２のプラテンの長さより大きい長さ、非線形の幾何学形状、及びシンガス冷却器の壁に対して傾いた角度位置の少なくともいずれかを有している。代表的な実施形態では、この方法はシンガス冷却器の中心線の回りで周囲方向に複数のプラテンを連結することを含んでいる。   In one embodiment, a method for manufacturing a syngas cooler is provided. The method includes coupling a tube cage within the syngas cooler and coupling a plurality of platens to the tube cage to promote steam generation within the syngas cooler. At least the first platen has at least one of a length greater than the length of the second platen, a non-linear geometry, and an angular position inclined with respect to the wall of the syngas cooler. In an exemplary embodiment, the method includes connecting a plurality of platens circumferentially about a syngas cooler centerline.

さらに、一実施形態では、この方法は第１のプラテンを第２のプラテンに対してある角度で連結することを含んでいる。別の実施形態では、この方法は１以上の弓形のプラテンを製造することを含んでいる。別の実施形態では、この方法は１以上の螺旋状プラテンを製造することを含んでいる。また、代表的な実施形態では、この方法は増大した表面積を有する１以上の複数のプラテンを製造してシンガス冷却器内での蒸気の生成の改善を促進することを含んでいる。代表的な実施形態では、この方法はまた、シンガス冷却器の全体の大きさの低減を促進する幾何学的形状を有する１以上の複数のプラテンを製造することを含んでいる。   Further, in one embodiment, the method includes connecting the first platen to the second platen at an angle. In another embodiment, the method includes manufacturing one or more arcuate platens. In another embodiment, the method includes manufacturing one or more helical platens. In an exemplary embodiment, the method also includes manufacturing one or more platens having increased surface area to facilitate improved steam generation in the syngas cooler. In an exemplary embodiment, the method also includes manufacturing one or more platens having a geometric shape that facilitates reducing the overall size of the syngas cooler.

上記システム及び方法は、シンガス冷却器の全体の長さ及び／又は直径の低減を促進する一方で、蒸気の生成を維持すると共に、シンガス冷却器の大きさに依存するコストを低減する。具体的には、作動中、シンガス流はガス発生機から垂直に配向したシンガス冷却器の頂部に排出される。その後、シンガスはプラテンに沿って流れて、プラテンを通って流れるボイラー給水を加熱し、それにより蒸気が促進される。その性質により、シンガス冷却器を通って流れるシンガスは、プラテンへの輻射熱伝達を制限する粒状物質を含むため、限られた視覚経路に起因して光学的に濃い。さらに、シンガス流内の粒状物質はまたプラテン上に付着し、熱伝達をさらに低減し得る。   The system and method facilitates reducing the overall length and / or diameter of the syngas cooler while maintaining steam generation and reducing the cost depending on the size of the syngas cooler. Specifically, during operation, a syngas stream is discharged from the gas generator to the top of a vertically oriented syngas cooler. The syngas then flows along the platen and heats the boiler feedwater that flows through the platen, thereby promoting steam. By its nature, the syngas flowing through the syngas cooler is optically dark due to the limited visual path because it contains particulate matter that limits radiant heat transfer to the platen. In addition, particulate matter in the syngas stream can also deposit on the platen, further reducing heat transfer.

このように、本明細書に開示されたプラテンは、シンガス流からの固体の付着防止を促進するように垂直に配向されシンガス冷却器の中心線から離隔して配置されている。また、本明細書に記載されたプラテンは、公知のシンガス冷却器プラテンと比較してシンガス冷却器の流路に対するプラテンの表面積の暴露がより大きくなるように構成されている。具体的には、本明細書に記載されたプラテンは、プラテンの数、角度、及び長さが公知のシンガス冷却器プラテンと異なる幾何学的構造で構成されている。より具体的には、プラテンは、異なる長さ及び／又は非線形幾何学で構成されているか、及び／又はシンガス冷却器の壁に対して傾いた角度で管ケージに連結するように構成されている。   As such, the platens disclosed herein are oriented vertically and spaced from the centerline of the syngas cooler to promote solid adhesion prevention from the syngas stream. Also, the platens described herein are configured to provide greater exposure of the platen surface area to the syngas cooler flow path as compared to known syngas cooler platens. Specifically, the platen described herein is constructed with a geometric structure that differs from known syngas cooler platens in the number, angle, and length of the platens. More specifically, the platen is configured with different lengths and / or non-linear geometries and / or configured to connect to the tube cage at an inclined angle with respect to the wall of the syngas cooler. .

固体の付着を低減すると共にプラテンの表面積を増大することによって、本明細書に開示されたプラテンは、シンガス流からボイラー給水への熱伝達の増大、従って蒸気の生成の増大を促進する。加えて、本明細書に記載されたプラテンは、シンガス冷却器内でより少ない空間が必要になるように構成されている。従って、プラテンは、蒸気の生成を維持し、かつシンガス冷却器の大きさに依存するコストを低減しつつ、シンガス冷却器の全体の長さ及び／又は直径の低減を促進する。   By reducing solid adhesion and increasing the surface area of the platen, the platen disclosed herein facilitates increased heat transfer from the syngas stream to the boiler feedwater and thus increased steam generation. In addition, the platen described herein is configured to require less space within the syngas cooler. Thus, the platen facilitates the reduction of the overall length and / or diameter of the syngas cooler while maintaining steam generation and reducing the cost depending on the size of the syngas cooler.

本明細書で使用する場合、単数形態で表現された要素又は段階は、特に明記されない限り、複数のその要素又は段階を排除するものではないと理解されたい。さらにまた、本発明の「一実施形態」への言及は同様に特定の特徴を含む追加の実施形態の存在を除外するものと解釈するべきではない。   As used herein, an element or step expressed in the singular is to be understood as not excluding multiple elements or steps unless specifically stated otherwise. Furthermore, references to “one embodiment” of the present invention should not be construed as excluding the existence of additional embodiments that also include the specific features.

以上、シンガス冷却器プラテンを製造するシステム及び方法の代表的な実施形態について詳細に説明した。説明したシステム及び方法は本明細書に記載された特定の実施形態に限定されることはなく、そのシステムの構成要素は本明細書に記載された他の構成要素と独立して、また別途利用することができる。さらに、本方法で記載された段階は本明細書に記載された他の段階と独立して、また別途利用することができる。   The exemplary embodiments of the system and method for manufacturing the syngas cooler platen have been described in detail above. The systems and methods described are not limited to the specific embodiments described herein, and the components of the system can be used independently and separately from other components described herein. can do. Further, the steps described in the method can be utilized independently of, or separately from, other steps described herein.

様々な具体的実施形態に関連して本発明を説明して来たが、本発明は特許請求の範囲の思想と範囲内で修正を施して実施することができることが認識されるであろう。   While the invention has been described in connection with various specific embodiments, it will be appreciated that the invention can be practiced with modification within the spirit and scope of the appended claims.

Claims (20)

管ケージをシンガス冷却器内で連結し、
シンガス冷却器内の蒸気の生成を促進するために複数のプラテンを管ケージに連結する
ことを含むシンガス冷却器の製造方法であって、
少なくとも第１のプラテンが、第２のプラテンの長さより大きい長さ、非線形の幾何学形状、及びシンガス冷却器の壁に対して傾いた角度位置の少なくともいずれかを有する、方法。 Connect the tube cage in a syngas cooler,
A method of manufacturing a syngas cooler comprising connecting a plurality of platens to a tube cage to promote steam generation in the syngas cooler, comprising:
The method wherein at least the first platen has at least one of a length greater than the length of the second platen, a non-linear geometry, and an angular position inclined with respect to the wall of the syngas cooler. 複数のプラテンを管ケージに連結することが、さらに、シンガス冷却器のほぼ中心線の回りで周囲方向に複数のプラテンを連結することを含む、請求項１記載の方法。 The method of claim 1, wherein coupling the plurality of platens to the tube cage further comprises coupling the plurality of platens in a circumferential direction about a syngas cooler about a centerline. 複数のプラテンを管ケージに連結することが、さらに、第２のプラテンに対してある角度で第１のプラテンを連結することを含む、請求項１記載の方法。 The method of claim 1, wherein coupling the plurality of platens to the tube cage further comprises coupling the first platen at an angle with respect to the second platen. さらに、１以上の弓形のプラテンを製造することを含む、請求項１記載の方法。 The method of claim 1, further comprising manufacturing one or more arcuate platens. さらに、１以上の螺旋状のプラテンを製造することを含む、請求項１記載の方法。 The method of claim 1, further comprising manufacturing one or more helical platens. さらに、シンガス冷却器内の蒸気の生成の改善を促進するために増大した表面積を有する１以上の複数のプラテンを製造することを含む、請求項１記載の方法。 The method of claim 1, further comprising manufacturing one or more platens having an increased surface area to facilitate improved steam generation in the syngas cooler. さらに、シンガス冷却器の全体の大きさの低減を促進する幾何学形状を有する１以上の複数のプラテンを製造することを含む、請求項１記載の方法。 The method of claim 1, further comprising manufacturing one or more platens having a geometry that facilitates reducing the overall size of the syngas cooler. 管ケージ、及び
シンガス冷却器内の蒸気の生成を促進するために管ケージに連結された複数のプラテン
を備えるシンガス冷却器であって、少なくとも第１のプラテンが、第２のプラテンの長さより大きい長さ、非線形の幾何学形状、及びシンガス冷却器の壁に対して傾いた角度位置の少なくともいずれかを有する、シンガス冷却器。 A syngas cooler comprising a tube cage and a plurality of platens coupled to the tube cage to facilitate steam generation in the syngas cooler, wherein at least the first platen is greater than the length of the second platen A syngas cooler having at least one of a length, a non-linear geometry, and an angular position inclined with respect to a wall of the syngas cooler. 複数のプラテンがシンガス冷却器のほぼ中心線の回りで周囲方向に連結されている、請求項８記載のシンガス冷却器。 The syngas cooler of claim 8, wherein the plurality of platens are connected circumferentially about a centerline of the syngas cooler. 第１のプラテンが第２のプラテンに対してある角度で連結されている、請求項８記載のシンガス冷却器。 The syngas cooler of claim 8, wherein the first platen is connected at an angle to the second platen. 複数のプラテンの少なくとも１つが弓形である、請求項８記載のシンガス冷却器。 The syngas cooler of claim 8, wherein at least one of the plurality of platens is arcuate. 複数のプラテンの少なくとも１つが螺旋状である、請求項８記載のシンガス冷却器。 The syngas cooler of claim 8, wherein at least one of the plurality of platens is helical. 前記複数のプラテンの少なくとも１つがシンガス冷却器の蒸気の生成の改善を促進するために増大した表面積を有する、請求項８記載のシンガス冷却器。 The syngas cooler of claim 8, wherein at least one of the plurality of platens has an increased surface area to facilitate improved steam generation of the syngas cooler. 前記複数のプラテンの少なくとも１つが前記シンガス冷却器の全体の大きさの低減を促進する、請求項８記載のシンガス冷却器。 The syngas cooler of claim 8, wherein at least one of the plurality of platens facilitates a reduction in the overall size of the syngas cooler. シンガス冷却器の管ケージに連結されてシンガス冷却器の蒸気の生成を促進するように構成されている複数のプラテンであって、少なくとも第１のプラテンが、第２のプラテンの長さより大きい長さ、非線形の幾何学形状、及びシンガス冷却器の壁に対して傾いた角度位置の少なくともいずれかを有する、プラテン。 A plurality of platens coupled to the syngas cooler tube cage and configured to facilitate the generation of steam of the syngas cooler, wherein at least the first platen is longer than the length of the second platen. A platen having at least one of: a non-linear geometry, and an angular position inclined relative to a wall of the syngas cooler. 前記プラテンが第２のプラテンに対してある角度で管ケージに連結されている、請求項１５記載のプラテン。 The platen of claim 15, wherein the platen is connected to the tube cage at an angle with respect to the second platen. 前記プラテンが弓形である、請求項１５記載のプラテン。 The platen of claim 15, wherein the platen is arcuate. 前記プラテンが螺旋状である、請求項１５記載のプラテン。 The platen of claim 15, wherein the platen is helical. 前記プラテンがシンガス冷却器の蒸気の生成の改善を促進するように増大した表面積を有する、請求項１５記載のプラテン。 The platen of claim 15, wherein the platen has an increased surface area to facilitate improved syngas cooler steam production. 前記プラテンがシンガス冷却器の全体の大きさの低減を促進する、請求項１５記載のプラテン。 The platen of claim 15, wherein the platen facilitates reducing the overall size of the syngas cooler.
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